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據《每日科學》網站報道,愛情不只是人類的專利,連小小的果蠅都懂得用禮物打動異性。日本科學家最近取得了一項驚人發現:通過激活單個基因,他們成功讓一種原本只會 "唱歌" 求偶的果蠅,進化出了 "送禮" 求偶的全新行為。這項發表在《科學》(Science) 雜志上的研究,為我們揭示了進化如何通過微小的基因變化創造出全新行為模式。
在自然界中,大多數雄性果蠅通過快速振動翅膀產生特定的 "求偶歌曲" 來吸引雌性。然而,果蠅的一個遠親物種 ——Drosophila subobscura 卻進化出了截然不同的策略:雄性會反芻食物作為 "禮物" 獻給雌性,以此贏得交配機會。這兩種行為差異巨大,就像人類社會中有人用情歌表白,有人用禮物求婚。
日本名古屋大學和信息通信技術研究所 (NTT) 的研究團隊好奇這種行為差異背后的基因基礎。他們發現,這兩個果蠅物種大約在 3000-3500 萬年前分化,都擁有一個名為 "fruitless"(fru) 的基因,該基因控制著雄性求偶行為,但它們的表達方式卻大相徑庭。"當我們在唱歌果蠅的胰島素神經元中激活 fru 基因,使其產生 FruM 蛋白時,這些細胞會長出長長的神經突起,與大腦中的求偶中心連接," 該研究的共同第一作者、名古屋大學的田中良哉 (Ryoya Tanaka) 博士解釋道,"這種新形成的大腦回路首次讓 D. melanogaster 果蠅產生了送禮行為。"
通過基因工程技術,研究人員在 D. subobscura 胚胎中插入 DNA,創建了具有熱激活蛋白的果蠅。通過加熱激活特定腦細胞群,他們識別出 16-18 個產生 FruM 蛋白的胰島素神經元,這些神經元聚集在大腦的間腦區 (pars intercerebralis)。這項研究的重大意義在于,它挑戰了我們對進化的傳統認知。"我們的發現表明,新行為的進化不一定需要出現新的神經元;相反,少數預先存在的神經元中發生的小規模基因重連,就可以導致行為多樣化,并最終促進物種分化,"
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